Трехкомпонентный феррозонд Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и пред 1азна-1ено для одиовремениого змереиия трех взаимиоортогоиальных составляюн1их вектора слабо .магнитной индукции (или напряженное И магнитного поля) ь одной точке нространстна.

Известен трехкомпонентный феррозо)д для одновреме}1иого измерения трех взаимно ортогональных составляюн;их вектора маги-ит.ной лндукнин в одной точке пространства, содержащий цили;1дрический сердечник, тороидальную обмотку возбуждения и три ортогональные измерительные обмотки, расиоложеиные ;ia поверхности сердечника 1.

Однако этот феррозонд имеет различные функции преобразования, так как для двух составляющих инд кцни магнит;1ого поля реализуется режим продоль}юго, а для третьей - режим поперечного возбуждения. Кроме того, при поперечном возбуждении наблюдаетея более высокий уровень магнитных шумов, чем при продольном, что приводит к снижению точ иости измере;1ия.

Известен также трехком 1ат; Е 1Й )зонд, содержащий цилиндрический керамический корпус, па котором расиоложеи за.мкнутый сердечник в виде двух витков эллиптической формы, расположенных ортогона.лыо и под углом 45° к образующс цилиндра. Кроме того, }стройство снабжено торои.цальной обмоткой возбуждения и тремя ортогональными обмоткам}, причем илоскость одной )1з них це 1нсндн лярна образующей цилиндра и проходит через точки нересечения л тко-з co:v дечпика 2.

Однако этому феррозонду присуще ие10одноролное намагничивание сердечника, обусловленное неравномерны.м распределением мапщгиого ноля возб ждения в плоскости сечеи;1я тороидальной обмотки возбуждения, которое ирнвод)1т к возниююве15н.ню квадратурной и синфазной состз.ляюuuix иогрсипюсти.

Кроме того, сердечник феррозонда состоит из двух витков эллиптической формы, которые практически невозможно сделать

20 идеитичными и расположпть симметрично относительно оси нилиидрического керамического корпуса. В результате возрастают погреипюсти, связаииые с небалансом (нечетные гармо;1икн и четные гармо25ники напряжен)1я, проникающие из цепи возбуждения в измерительную цепь феррозонда) и увеличивается погрешность, обусловленная .неортогональностью магнитных осей, а так как витки измерительных обмо30ток раеноложены под углом 45° к эллиптичсским виткам сердечника, феррозонд имеет аизкую чувствительность. Отмеченные выше иедосгатки приводят к снижению точности измерения.

Еще одним ,из иедостатков феррозонда является также то, что ои потребляет значительную моииюсть из-за большого рассеялгия нолей возбужде)и1я и из-за того, что эллиитические витки сердеч 1ика расиололожены под углом 45° к виткам обмотки возбуждения.

Цель изобретения - повышение точности измерения составляющих вектора слабой магнитной индукции в одной точке пространства и уменьшение потребляемой мощности.

Цель доетнгается тем, что в трехкомпонентном феррозонде, содержащем замкнутый ферромагнитный сердечппк, расположенный la немагнитном каркасе в двух взапмнонерпендикулярных плоскостях симметрично липни их пересечения, обмотку возбуждения, нанесенную па каркас, и ортогональные измерительные обмотгаи, сердечники выполнены в виде единой непересекающейся магпитпой цепи, раеположепной на каркасе, форма которого г,ыполнсна идентнчиой форме сердечника, причем обмотка возбуждения паиесена по всей длине сердечнИКа, и каркаса, а две 1измерительпые обмотки выполнены двухсекционными, так что ccKHHif охватывают части магнитной цепи, симметричные лнннп пересечения плоскостей.

На чертеже представлен обишй вид данного трехкомпопентпого феррозоЕ1да.

Устройетво состоит пз ферромагнитного сердечника /, выполпеппого в виде замкнутой единой непересекающейся магнитпой цепи, расположенной на немагнитном каркасе 2, той же формы, что сердечник /, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях 3 п 4, симметрично лин,ии пх иерееечения 5; обмотки 6 возбуждения, нанесенной по всей длине сердечника / и каркаса 2; трех ортогональных измерительных обмоток 7, 8 и 9, причем две из них выполнены в виде двух секций 10, 11 п 12, 13 соответственно каждая, которые охватывают части магнитной цепи 14, 15, 16 и 17 сердечника 1, симметричные линии пересечеиия 5 плоскостей и 4.

Феррозонд работает следующим образом.

Феррозонд помещается в слабое магнитное поле, составляющие вектора индукции которого необходимо измерить. Далее в обмотку возб.уждения 6 подается переменный

ток возбуждения. Под действием вектора .магнитной в измерительных обмотках 7, 8 { 9 наводятся ЭДС второй гармоники частоты возбуждения, амплитуды которых иропорипональны величинам соответствующих составляющих. Потом сигпалы усиливаются, детектпруются и измеряются с помоп 1ью трех измерительных приборов.

Выполнение ферромагнитного сердечника в виде замкнутой едииой неиересекающейся магиитпой цепи и расиоложение его на немагнитном каркасе той же формы, что 1И сердечник, с обмоткой возбуждения, } анесенной по всей длине сердечника и каркаса, позволяет осуществлять однородное памагничивание всех участков сердечннка. Такая конструкцня сердечника и каркаса может быть практически реализована симметричной относительно линии пересечения плоскостей, так как участки сердечпгп а п ка)каса могут выполняться нрямолинейными. Такая конструкция также увеличивает чувствительность.

Кроме того, такая конструкция уменьшает потребляемую мощность, так как обмотка возбуждения нанесена по всей длине сердечника.

Ф о р м у да изобретения

Трехкомнонеитпый феррозонд, содержаН1Р1Й замкнутый ферромагнитный сердечник, расположенный на немагнитиом каркасе в двух взаимиоперпепдикулярпых плоскостях симметрпчио линии их пересечения, обмотку возбуждения, нанесенную па этот немагпитрпзтй каркас, и ортогональные измерительиые обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точное-пи измерения и умепьшеиия потребляемой мощности, сердечник выполнен в виде единой замкнутой непересекающейся магнитной цени, раеположенной на каркасе, форма которого выполнена идентичиой форме сердечника, при этом обмотка возбуждения нанесена по всей длине сердечника и каркаса, а две измерительные обмотки выполнены двухсекционными, причем, секции охватьпзают части магнитной цепи, симметричные линии пересечения упомянутых плоскостей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки:

1.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 397878, кл. G 01 V 3/10,1972.

2.Авторское свидетельство СССР Л 308559, кл. G 01 R 33/00, 1971.

/

5